Способ дифференциальной диагностики острого бронхита и острой пневмонии Российский патент 2017 года по МПК G01N33/50 

Изобретение относится к медицине, а именно к терапии, и может быть использовано для дифференциальной диагностики острого бронхита и острой пневмонии.

Существующие методы дифференциальной диагностики пневмонии и бронхита основаны на оценке анамнестических данных, результатов физикального обследования больного, а также лабораторного рентгенологического функционального исследований. Однако частота ошибочных диагнозов составляет 20-70% [Principi N., Esposito S. Management of severe community - acquired pneumonia of children in developing and developed countries. Thorax. 2011; 66: 815-822], что влечет за собой необоснованное назначение антибактериальных препаратов широкого спектра действия и, как следствие, повышение риска нежелательных побочных явлений лечения.

С одной стороны, дифференциальная диагностика пневмоний и бронхитов остается до сих пор сложной, а позднее подтверждение диагноза пневмонии приводит к развитию возможных осложнений с деструкцией легочной ткани и развитием плеврита.

Одним из важных компонентов в проведении дифференциальной диагностики бронхита и пневмонии является рентгенографическое исследование органов грудной клетки [Молотков З.Н. Дифференциальная диагностика острых пневмоний, туберкулеза легких и кардиогенных пневмоний // Терапевт. архив. - 1979. - N 2, - С. 30-35.]. Однако оценка результатов рентгенологического исследования органов грудной клетки существенно различается даже у квалифицированных специалистов-радиологов [Neuman M.I., Lee E.Y., Bixby S. et al. Variability of the interpretation of chest radiographs for the diagnosis of pneumonia in children. J. Hosp. Med. 2011.]. Кроме того, неоправданная лучевая нагрузка повышает риск развития онкологических заболеваний [Намазова-Баранова Л.С, Куличенко Т.В., Малахова А.Е., Старовойтова Е.В., Бакрадзе М.Д., Чащина И.Л., Митюшин И.Л. Пневмококковая инфекция у детей. Вопросы современной педиатрии. 2012; 11(4): 65-72.]. Вместе с тем, ранняя диагностика пневмонии важна с точки зрения своевременного назначения антибактериальных препаратов, что будет способствовать снижению числа осложнений.

Разработан и применяется для дифференциальной диагностики бронхитов и бронхопневмоний и пневмоний метод цитологического исследования лейкоцитов и содержимого трахеобронхиальных путей, в котором при величине отношения показателя проницаемости мембран лизосом в лейкоцитах, содержимого трахеобронхиальных путей к величине показателя проницаемости мембран лизосом в лейкоцитах крови (от 0,05 до 0,75 ед.) диагностируют наличие пневмонии, при величине отношения показателей от 0,76 до 1,15 ед. диагностируют наличие бронхопневмонии, а при величине отношения показателей от 1,16 до 10,0 ед. диагностируют наличие бронхита [Казанцева В.Н. Цитологические и некоторые цитоэнзимологические характеристики мокроты при хронических неспецифических заболеваниях легких. Архив патологии, 1980, т. 4, с. 63-78 (54) (57)] (прототип).

Однако известный способ не обладает достаточной специфичностью для надежной дифференциальной диагностики острой пневмонии и острого бронхита, особенно на ранних стадиях заболевания.

Известен способ дифференциальной диагностики заболеваний бронхолегочной системы по соотношению жирных кислот C_16:0/C_19:0 в конденсате выдыхаемого воздуха газожидкостной хроматографией (RU 2117290, C1, Б.С. Хышиктуев, 10.08.1998). Данный способ предполагает расчет определенного коэффициента, и, если его значение находится в пределах 1,5-2,5, диагностируют хронические неспецифические заболевания легких, 2,5-4,5 - доброкачественные опухоли, а при значениях менее 1,0 - рак легкого. Однако данный метод не может дифференцировать острый бронхит и острую пневмонию.

Авторами изобретения поставлена задача - разработать надежный неинвазивный способ дифференциальной диагностики острого бронхита и острой пневмонии, начиная с ранних стадий заболевания.

Технический результат, достигаемый при осуществлении заявленного изобретения, состоит в:

- упрощении, безопасности (неинвазивности) для пациента и окружающих за счет исключения лучевой нагрузки при обеспечении надежности, специфичности дифференциальной диагностики острой пневмонии и острого бронхита, начиная с ранних стадий заболевания;

- сокращении времени проведения дифференциальной диагностики острой пневмонии и острого бронхита и тем самым сокращение сроков определения оптимальной схемы лечения, позволяющей снизить риск осложнений и неблагоприятного прогноза развития заболеваний.

Массовое распространение молекулярно-биологических и физико-химических методов исследования микробиоценозов способствует более широкому продвижению новых подходов к диагностике заболеваний, в которых микробиоценоз является чувствительным сенсором, способным формировать маркеры заболеваний на ранней стадии. Такие подходы объединены общим названием омикс-технологии. Исследованием метагенома занимается метагеномика, эпигеномика. Постгеномные исследования, исследование белкового состава микробиоценоза занимается протеомика. Маркеры метаболической природы исследуются метаболомикой, а в случае исследования части метаболома - метабономикой. Исследование метаболитов проводится методами многомерной регрессии - дискриминантным анализом, который предназначен для классификации образцов от пациентов с различными диагнозами по решающему правилу.

Авторами впервые установлено, что изменение концентрации короткоцепочечных жирных кислот в слюне пациентов с симптомами острой респираторной инфекции, сопровождающейся бронхо-легочным синдромом, обусловленное, в том числе, и жизнедеятельностью микроорганизмов, вызывающих острую пневмонию или острый бронхит, позволяет проводить надежную дифференциальную диагностику этих заболеваний.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Для дифференциальной диагностики острой пневмонии и острого бронхита у пациента с клинической картиной острой респираторной инфекции, сопровождающейся бронхо-легочным синдромом, определяют в слюне содержание уксусной, валериановой и изокапроновой кислот. Рассчитывают значение дискриминантных функций по формулам:

D1=-6,13238+0,50752×C2-1,15227×C5-3,88032×IC6

D2=-0,80473+0,113286×C2+1,909195×C5+0,119217×IС6,

где:

C2 - концентрация уксусной кислоты, ммоль/г;

C5 - концентрация валериановой кислоты, ммоль/г;

IC6 - концентрация изокапроновой кислоты, ммоль/г.

Если D1 больше D2 диагностируют острый бронхит, а если D2 больше D1 - острую пневмонию.

В частном случае содержание уксусной, валериановой и изокапроновой кислот в слюне определяют методом газожидкостной хроматографии.

Способ осуществляют следующим образом.

Определение концентрации летучих жирных кислот (ЛЖК) в слюне проводят газожидкостной хроматографией и методом прямого ввода супернатанта подкисленного раствора слюны в 0,1 н. водном растворе соляной кислоты в испаритель хроматографа.

Для определения ЛЖК использовали супернатант пробы слюны. Получение его проходит по следующей схеме:

1. В одноразовой пластиковой пробирке взвешивали 2-3 грамма слюны на аналитических весах с точностью до 3-го знака.

2. К пробе приливали 1 мл 0,1N соляной кислоты и 1 мл стандартного вещества (диметилмасляная кислота). Гомогенизировали смесь путем энергичного встряхивания в закрытой пробирке.

3. Пробирку с гомогенной смесью центрифугировали 10 минут при 6000 об/мин.

4. Полученный супернатант был прозрачным и имел кислую реакцию (pH 2-3).

Для хроматографирования использовали газожидкостной хроматограф Кристалл 5000.2 с капиллярной колонкой FFPA d 0,25 мм L 32 м и детектором пламенно-ионизационного типа. Газ-носитель азот.

Порядок работы на хроматографе.

1. Хроматограф выводили на режим:

- температура термостата, °C 155 - температура детектора, °C 250 - температура испарителя, °C 250 - скорость газа-носителя, см/сек 60 - давление газа-носителя кПа 136 - деление потока газа носителя 1:35

2. Пробу-супернатант отбирали из пластиковой пробирки хроматографическим шприцом 1 мкл и вводили в испаритель хроматографа. Пики концентраций ЛЖК определяли по времени удержания. Времена удержания определяли на основании разделения стандартного образца - смеси монокарбоновых кислот гомологического ряда от уксусной до капроновой кислот.

Времена удержания:

Уксусная кислота, мин 1,36 Пропионовая кислота, мин 1,59 Изомасляная кислота, мин 1,69 Масляная кислота, мин 1,94 Изовалериановая кислота, мин 2,16 Стандартное вещество (диметилмасляная кислота), мин 2,39 Валериановая кислота, мин 2,6 Изокапроновая кислота, мин 3,16 Капроновая кислота, мин 3,6

При обработке хроматограмм расчет пиков проводился с помощью компьютерной программы прибора путем анализа последовательности пиков, их границ и высот. Площади пиков определяются как площади треугольников с основанием, равным ширине пика и высотой, равной высоте пика. Исходя из площади пика стандарта (диметилмасляной кислоты) с известной концентрацией и отношениям площадей анализируемых пиков, рассчитывали концентрацию каждого компонента смеси ЛЖК. В формуле расчета использовали также коэффициенты горения, которые являются коэффициентами перевода молярной концентрации в весовую. Концентрации отдельных компонентов рассчитывали по формуле:

где

C_i, С_ст. - концентрации стандарта и компонента,

S_i, S_ст. - площади пиков,

K_i - переводной коэффициент.

Для расчетов использовали формулы классификационного уравнения дискриминантного анализа.

D1 = -6,13238+0,50752×C2-1,15227×C5-3,88032×IC6

D2 = -0,80473+0,113286×C2+1,909195×C5+0,119217×IC6,

где: С2 - концентрация уксусной кислоты в слюне, ммоль/г; С5 - концентрация валериановой кислоты в слюне, ммоль/г; IC6 - концентрация изокапроновой кислоты в слюне, ммоль/г.

Если D1 больше D2 диагностировали острый бронхит, а если D2 больше D1 - острую пневмонию.

Для доказательств возможности реализации заявленного назначения и достижения указанного технического результата приводим следующие данные.

Пример 1

Пациент А., возраст 10 лет, поступил в стационар с жалобами на слабость, кашель. Температура тела составляла 38,9 градусов Цельсия. Аускультативно дыхание жесткое, ослабленное справа, хрипы не выслушиваются. ЧД - 21 в минуту.

Анализ концентраций короткоцепочечных жирных кислот в слюне показал следующие концентрации (ммоль/г): 15,10425 для уксусной кислоты, 0,06312 для валериановой, 0,031578 для изокапроновой кислоты. Полученные значения были домножены на коэффициенты линейных дискриминантных классификационных уравнений и сложены с учетом знака в соответствии с предлагаемыми формулами патентуемого способа. Полученные значения сравнили между собой.

D1 = -6,13238+0,50752×15,10425-1,15227×0,06312-3,88032×0,031578=1,34

D2 = -0,80473+0,113286×15,10425+1,909195×0,06312+0,119217×0,031578=1,03

Максимальное значение 1,34 соответствовало уравнению острого бронхита. Предположительный диагноз - острый бронхит, назначена симптоматическая и противовирусная терапия, до проведения рентгенологического исследования грудной клетки от антибактериальной терапии решено воздержаться. По данным рентгенологического исследования грудной клетки: очаговых и инфильтративных теней нет, вздутия легочных полей нет, корни легких не расширены, купола диафрагмы четкие, синусы свободные. По данным общего анализа крови лейкоцитоз 14,5 тысяч, ускоренное СОЭ 19 мм/ч. Окончательный диагноз острый бронхит. Таким образом, диагноз, поставленный с помощью предлагаемого способа, был подтвержден.

Пример 2

Пациент С., возраст 14 лет, поступил в стационар с жалобами на слабость, кашель. Температура тела составляла 39,9 градусов Цельсия.

Аускультативно дыхание жесткое, ослабленное справа, сухие и влажные разнокалиберные хрипы в нижних отделах легких, ЧД - 20 в мин. Анализ концентраций короткоцепочечных жирных кислот в слюне показал следующие концентрации (ммоль/г): 1,564954 для уксусной кислоты, 0,09552 для валериановой, 0,181464 для изокапроновой кислоты. Полученные значения были домножены на коэффициенты линейных дискриминантных классификационных уравнений и сложены с учетом знака (по предлагаемому способу). Полученные значения сравнили между собой.

D1 = -6,13238+0,50752×1,564954-1,15227×0,09552-3,88032×0,181464 = -6,15

D2 = -0,80473+0,113286×1,564954+1,909195×0,09552+0,119217×0,181464 = -0,42.

Максимальное значение -0,42 соответствовало уравнению острой пневмонии. В соответствии с предлагаемым способом предположительный диагноз - острая пневмония, назначено антибактериальное лечение. Клинико-лабораторно диагноз острой пневмонии был подтвержден: рентгенологически обнаружено очаго-инфильтративная тень в нижней доле правого легкого, вздутия легочных полей нет, корни легких расширены, купола диафрагмы четкие, синусы свободные; в общем анализе лейкоцитоз 19,2 тыс, ускоренное СОЭ (32 мм/ч).

Предлагаемый метод дифференциальной диагностики острого бронхита и острой пневмонии был использован у 60 пациентов с предположительными диагнозами острый бронхит и острая пневмония. Диагнозы, поставленные с помощью предлагаемого способа, подтверждались методами прямой идентификации возбудителя бактериологическим методом и методом полимеразноцепной реакции. Чувствительность метода составила 100%, специфичность 96,6%.

Изобретение относится к медицине, а именно к терапии, и может быть использовано для дифференциальной диагностики острого бронхита и острой пневмонии. Сущность способа: у пациента с клинической картиной острой респираторной инфекции, сопровождающейся бронхо-легочным синдромом, определяют в слюне содержание уксусной, валериановой и изокапроновой кислот. Рассчитывают значение дискриминантных функций D1 и D2 по формулам. Если D1 больше D2, диагностируют острый бронхит, а если D2 больше D1 - острую пневмонию. Изобретение обеспечивает упрощение, безопасность (неинвазивность) для пациента и окружающих за счет исключения лучевой нагрузки при обеспечении надежности, специфичности дифференциальной диагностики острой пневмонии и острого бронхита, начиная с ранних стадий заболевания; сокращение времени проведения дифференциальной диагностики острой пневмонии и острого бронхита, тем самым сокращая сроки определения оптимальной схемы лечения, позволяющей снизить риск осложнений и неблагоприятного прогноза развития заболеваний. 1 з.п. ф-лы, 2 пр.

1. Способ дифференциальной диагностики острого бронхита и острой пневмонии, отличающийся тем, что у пациента с клинической картиной острой респираторной инфекции, сопровождающейся бронхо-легочным синдромом, определяют в слюне содержание уксусной, валериановой и изокапроновой кислот, рассчитывают значение дискриминантных функций по формулам:

D1 = -6,13238+0,50752×C2-1,15227×C5-3,88032×IC6

D2 = -0,80473+0,113286×C2+1,909195×C5+0,119217×IC6,

где:

С2 - концентрация уксусной кислоты, ммоль/г;

С5 - концентрация валериановой кислоты, ммоль/г;

IC6 - концентрация изокапроновой кислоты, ммоль/г;

и если D1 больше D2 диагностируют острый бронхит, а если D2 больше D1 - острую пневмонию.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что содержание уксусной, валериановой и изокапроновой кислот в слюне определяют методом газожидкостной хроматографии.